KR100266482B1 - 교량난간및가드레일등토건구조물의안전시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량난간 및 가드레일등 토건 구조물의 안전시스템에 관한 것으로 코너 큐브(CORNER CUBE)반사체는 기존의 곡선 구간에 설치한 반사체와는 달리 직선화된 구간에도 적용시켜 교량 난간 및 가드레일 등에 설치하여 차량 추락을 방지하는데 그 목적을 두고 차량의 라이트 불빛 각도와 반사체의 각도를 적절히 조율시켜 차량 진행시 연속적으로 불빛의 흐름을 운전자가 확인함으로 교량 난간의 미관도 향상시키고 특히 아갼주행시 차량 안전도에 큰 역할을 발휘하게 하는 것이다.

교량 난간 몸체(1)의 가이드레일(2)에 반사체(3)의 돌조(7)를 끼워서 설치한다.

반사체는 약 30cm의 길이로서 난간 몸체에 연속적으로 이어 끼워서 설치한다.

반사체(3)에는 후방이 경사진 형상이며 전면에는 3∼6m/m 크기의 코너큐브(Q)로 이루어진 반사면(5)(5')이 형성되어 있다.

또 반사체(3)는 자동차의 진행방향과 대응하여 90도 이하의 예각으로 돌출면이 형성되고 이 돌출면에 1개의 반사면(4)이 형성된다.

Description

교량 난간 및 가드레일 등 토건 구조물의 안전시스템

본 발명은 IPC 분류 EolF 에 해당하는 교량난간 및 가드레일등 토건구조물의 안전 시스템에 관한 것이다.

선진국 대열에 다가선 오늘날 국민 소득 수준의 향상은 교통 수요의 양적 증가와 질적 향상을 가져왔으나 이에 따른 교통 안전 시설물의 발전은 답보상태에 머물러 왔다.

사실 그 동안 차량 증대로 인한 도로의 연장과 확장에만 치우쳐 도로 안전시설물은 적용 범위가 아주 적을 뿐만 아니라 질적의 면도 관심을 끌지 못했다.

그래서 점점 증가하는 교통사고를 조금이나마 줄이는 방법의 하나로 곡선 부나 교량 등의 직선 주행로 이탈 차량에 대한 안전 대책에 대해 고찰 한다.

곡선 부나 교량 등의 직선주행로 이탈 차량은 큰 피해를 입는다.

특히 야간에 장애물이나 곡선 부의 교량, 난간, 방호책 등을 확인하지 못함으로 인한 사고가 다량 발생한다.

또 종래 형광 도료형 반사체가 일부 설치된 곡선 부나 교량의 직선 부에 반사체를 연속적으로 적용하지 않음으로 인한 위험 장소 인지도가 운전자에게 결여될 수 있다.

이중에서도 야간에 교량에서의 추락 사고는 사망률이 높아 피해의 정도가 심각히 대두되고 있는 현실이다.

따라서 본 발명에서는 여러 가지 참고자료 및 연구 보고서를 통하여 야간에 교량 난간 및 방호책에 설치할 반사체의 반사율과 각종 규격에 대하여 기능 및 역할 등을 검토하여 적합한 반사체의 제작으로 운전자의 시선을 유도하여 사전에 위험 요소를 발견함에 따라 교량에서의 추락을 방지하여 인명 및 재산을 보호하여 피해를 최소화하는데 그 목적을 두고 있다.

따라서 본 발명은 여러 연구를 통해 도로의 곡선부 안전뿐만 아니라 직선 부에도 적용하여 안전성을 시도 하고자 한다.

특히 본 발명 시스템에서 사용하기 위하여 개발된 코너 큐브(CORNER CUBE)반사체는 기존의 곡선 구간에 설치한 반사체와는 달리 직선화된 구간에도 적용시켜 교량 난간 및 가드레일 등에 설치하여 차량 추락을 방지하는데 그 목적을 두고 차량의 라이트 불빛 각도와 반사체의 각도를 적절히 조율시켜 차량 진행시 연속적으로 불빛의 흐름을 운전자가 확인함으로 교량 난간의 미관도 향상시키고 특히 야간주행시 차량 안전도에 큰 역할을 발휘하게 하는 것이다.

제1도는 본 발명의 구분적 실시예의 사시도 및 반사체의 구조사시도.

제2도는 본 발명의 논리를 설명하는 코너큐브의 광학계통도.

제3도는 제1도 실시예의 광학논리도.

제4도는 제1도 실시예의 반사체의 간격과 규격 설명도.

제5도는 본 발명의 전체 실시예도.

제6도는 본 발명의 반사체의 현물사진.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 몸체 2 : 가이드레일

3 : 반사체 7 : 돌조

4, 4' : 코너큐브 5, 5':반사면

6 : 돌출면

본 발명은 교량난간, 가드레일등 토건구조물에 대하여 범용하는 것이나 실시예는 도 1과 도 5와 같이 교량난간에 대하여 설명한다.

몸체(1)의 전면부에 가이드레일(2)을 형성한다, 이 가이드레일(2)에 반사체(3)의 돌조(7)를 끼워서 연속적으로 이어 설치하되 이 반사체(3)의 전면에는 세밀한 코너큐브(Q)들로서 조합된 반사면(5)(5')을 다수 부위에 형성하며 반사체(3)의 한쪽에 형성된 돌출면에는 역시 세밀한 코너큐브(Q)들로서 조합된 반사면(4)을 형성시킨 구조이고, 상기 반사체(3)는 자동차의 진행방향과 대응하여 설치면선에서 90도 이하의 예각으로 돌출면이 형성된 후방 경사 구조이고, 상기 코너큐브(Q)들은 삼각형 3개가 꼭지점 한 개를 공유하여 붙어있는 구조이며, 꼭지점에 붙어있는 삼각형들의 각도는 정확히 직각, 즉 정육면체의 한쪽 꼭지점을 잘라낸 구조이다.

도 5에서는 반사면이 반사체의 전면전체에 형성되어도 가능함을 표시한다.

코너 큐브의 가장 큰 장점은 입사각이 임계각보다 작기만 하면 무조건 들어온 방향으로 반사되어 나간다는 것이다.

즉 3차원프리즘이라고 말할 수 있겠다.

또한 이때의 임계각은 2차원프리즘의 그것보다 훨씬 크므로 굴절률이 작은 재료로도 구현할 수 있다.

코너큐브로 들어간 광은 반듯이 3개의 면을 모두 거치게 된다.

도 3은 자가용 헤드라이트(등화)에서 나온 빛이 코너 큐브 반사체로 들어가서 다시 돌아오는 개념도이다.

여기서 등화와 난간사이의 거리 d는 약 6m이다.

그러므로 이 문제에서는 단 2개의 변수만 있게 되는데, 등화와 반사체와의 거리 s와 반사판의 기울어진 각도 θ이다.

실제 문제를 풀기 위해서는 입사광과 코너큐브와의 각도 θincidence가 필요한데 이는 다음과 같이 위의 변수들로 표현된다.

이때 코너 큐브를 이루고 있는 각 면에서의 반사율 R_l, R₂, R₃,는 다음과 같이 표현된다.

여기서 j는 각 면을 나타내고 첨자이고 n은 투명 플라스틱의 굴절률로서 dir 1.35이다.

식(2)의 반사율은 s-편광에 대한 것인데 p-편광의 경우에도 비슷하게 표현된다.

실제 계산에서는 두 편광을 다 고려해주었다.

약간의 수식전개를 통하여 식(2) 에 들어가는 θ_j를 다음과 같이 구할 수 있는데 자세한 유도과정은 생략한다.

여기서,이다.

결론적으로 총반사율 R(s,θ)은 R_l*R₂*R₃이다.

난간에 반사체를 설치할 경우 반사체와 반사체 사이의 간격은 도 4의 L과 같이 중요한 문제이다.

40km/h로 달리는 운전자의 시야에 반사판이 연속적으로 들어오는 것을 기준으로 한다면 과연 어느 정도 시간 간격이 인간의 눈에 연속적인지를 먼저 정해야한다.

일반적으로 영사기에서 스크린에 뿌리는 화면의 사이클은 대략 30Hz인데 거의 연속으로 보인다.

그러므로 30Hz를 사이클의 기준으로 잡는다면 반사체와 반사체 사이의 간격은(간격주기=속도/사이클) 공식에 의하여 약 37cm이다.

그러므로 본 발명에서는 반사체 사이 간격을 30~40cm로 구성한다.

반사체의 규격은 앞절에 언급했듯이 운전자의 눈에 연속적으로 들어와야 한다는 동일한 기준에 의하여 설계되어야 한다.

예를 들어 반사체 사이의 간격(L)이 크다면 반사체의 크기(h)도 크게 만드는 것이 연속성의 기준에서 좋을 것이다.

굳이 기준을 제시해본다면, 운전자의 시야에서 볼 때 앞의 반사체와 뒤의 반사체 사이의 틈 간격(ℓ)1이 L/2보다 작아야 한다는 것이다.

왜냐하면 만약 ℓ이 L/2 보다 크다면 운전자 쪽에서 볼 때 반사되지 않는 영역이 반사되는 영역보다 더 많은 비율을 차지하게 되기 때문이다.

이러한 기준을 적용하기 위해서는 운전자 시야의 평균 전방거리를 구해야 하는데 이는 자동차의 속도와도 관련이 있다.

본 발명에서는 평균 전방거리를 선택할 수 없음으로 대신 특정한 전방거리와 사이간격(L)이 정해졌을 때 위의 언급한 기준을 만족시키는 반사체의 크기를 각각 구해 보았고 이를 표 1에 제시하였다.

표 1에서 보듯이 만약 운전자 시야의 평균 전방거리가 30cm이고 반사체 사이 간격이 30cm이면 반사체 크기는 3cm가 된다.

이러한 방법으로 적절하게 반사체의 크기를 설계하면 될 것이다.

[표 1]

반사체에 들어갈 코너큐브들의 크기에는 공정과 보관 측면 외에 특별한 기준이 없다.

코너큐브들의 크기가 너무 작으면 주물가공에 있어서 정밀도가 떨어질 것이며, 너무 크다면 반사판이 두꺼워져서 파이프에 고정시킨 후 잘 떨어질 것이다.

그러므로 직경이 대략 3~6mm 정도라면 무난할 것이다.

상기한 바와같이 구성된 본 발명은 야간에 차량의 헤드라이트 불빛이 반사체에 부딪치면 운전자의 시야에 즉시 들어와서 난간의 위치를 알 수 있고 이것은 반사체가 후방 경사 구조로 되어 있고 특히 한 개씩 연속하여 난간에 끼워져 있어 돌출면과 전면에 형성된 반사면의 코너큐브 광학 논리에 의해 곡선난간과 직선난간 모두에게도 반사체의 식별이 용이하여 운전자에게 안전운행의 지침을 주게 된다.

또한 합성수지로 난간에 연속적으로 결합됨으로서 미려한 심미감을 주게 되는 상승효과도 있다.

Claims (2)

1. 교량난간 몸체(1)의 전면부에 가이드레일(2)을 형성하고, 이 가이드레일(2)에 반사체(3)의 돌조(4)를 끼워서 연속적으로 이어 설치하되, 이 반사체(3)의 전면에는 세밀한 코너큐브(Q)들로서 조합된 반사면(5)(5')을 다수 부위에 형성하며 반사체(3)의 한쪽에 형성된 돌출면에는 역시 세밀한 코너큐브(Q)들로서 조합된 1개의 반사면(4)을 형성시킨 것을 특징으로 하는 교량 난간 및 가드레일 등 토건 구조물의 안전시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 반사체(3)는 자동차의 진행방향과 대응하여 90도 이하의 예각으로 돌출면이 형성된 후방 경사 구조인 것을 특징으로 하는 교량 난간 및 가드레일 등 토건구조물의 안전시스템.